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寧XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(論文)
泵體加工工藝及夾具設(shè)計
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
摘 要
本文是對泵體零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對泵體零件的兩道工序的加工設(shè)計了專用夾具.
機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本論文夾具設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計泵體鉆床夾具設(shè)計。
關(guān)鍵詞：泵體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
35
Abstract
This article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the bearing part two process designing special fixture.
Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design.
Key Words: Bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture
目 錄
摘 要 II
Abstract III
目 錄 IV
第1章 序 言 1
第2章泵體的加工工藝規(guī)程設(shè)計 2
2.1零件的分析 2
2.1.1零件的作用 2
2.1.2零件的工藝分析 3
2.2確定生產(chǎn)類型 4
2.3確定毛坯 4
2.3.1確定毛坯種類 4
2.3.2確定鑄造加工余量及形狀 4
2.3.3繪制鑄造零件圖 4
2.4工藝規(guī)程設(shè)計 5
2.4.1選擇定位基準 5
2.4.2制定工藝路線 5
2.4.3 工藝方案的比較與分析 7
2.4.4選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 9
2.4.5機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 9
2.5確定切削用量及基本工時 11
2.6本章小結(jié) 21
第3章 鉆底面4-φ10孔夾具設(shè)計 22
3.1 夾具的設(shè)計 22
3.1.1 定位分析 22
3.1.2 定位原理 22
3.1.3 定位元件的分析 23
3.1.4 夾緊元件的選擇 23
3.1.5定位誤差的分析 24
3.1.6切削力及夾緊力的計算 25
3.2 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 26
第4章 銑端面夾具設(shè)計 27
4.1概述 27
4.2方案設(shè)計 27
4.3定位基準的選擇 27
4.4切削力和夾緊力的計算 28
4.5定位誤差分析 29
4.6 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 29
4.7夾具設(shè)計及操作說明 30
結(jié) 論 32
參 考 文 獻 33
致謝 34
第1章 序 言
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標。
機殼零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
第2章泵體的加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是泵體。旋片泵依靠傳遞到液體中的液體原動機機械能的效果。由于從泵葉輪入口到過程的出口處的液體的作用，它的速度可以增加，壓力能量正在通過液體排出壓出的葉輪室的，大部分的速度能轉(zhuǎn)換成壓力能量，和然后沿排放管線輸送出在此情況下，由于葉輪入口和液體，以形成在表面壓力（大氣壓力）的影響之下的池真空或低壓，液體水的排出，它被壓入入口葉輪，于是，旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。
2.1.2零件的工藝分析
圖1.1 泵體零件圖
零件的材料為HT200，鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是泵體需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
泵體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工面多、技術(shù)要求高、機械加工的勞動量大。因此箱體結(jié)構(gòu)工藝性對保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有重要意義。
泵體幾個加工表面它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：
（1） φ32H11孔和φ有0.04的同軸公差要求。
（2） φ48H8孔和表面1都對于φ48H8孔內(nèi)壁有0.04的垂直度公差要求。
（3） φ16H8孔與φ45H8內(nèi)壁有60：0.004的平行度公差要求。
2.2確定生產(chǎn)類型
已知此泵體零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，因此，初步確定工藝安排：加工過程分為階段;步驟應(yīng)該集中精力;加工設(shè)備，通用設(shè)備為主，大量使用專用工裝。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
零件材料為HT200?？紤]零件零件結(jié)構(gòu)簡單，根據(jù)任務(wù)書，故選擇鑄造毛坯。
2.3.2確定鑄造加工余量及形狀
查《機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊》172頁表1-4-7
2.3.3繪制鑄造零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設(shè)計
2.4.1選擇定位基準
①粗基準的選擇
以零件的下端孔為主要的定位粗基準，以較大面a面為輔助粗基準。
②精基準的選擇
考慮為確保精度和零件的裝夾方便準確，根據(jù)“標準相一致”的原則和“基準統(tǒng)一”的原則，加工通孔的定位精度為主要參考，下面?zhèn)瓤?，用于支撐定位精度基準后?
2.4.2制定工藝路線
根據(jù)零件，尺寸精度和位置精度等技術(shù)要求和處理方式的幾何形狀可以實現(xiàn)經(jīng)濟的精度，在生產(chǎn)程序中的案件已經(jīng)確定，你可以考慮使用多種工具，專用夾具，并嘗試使集中，以提高生產(chǎn)率的過程。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
現(xiàn)確定工藝路線如下：
方案一：
工序Ⅰ 以表面①為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X52K
工序Ⅱ 以表面②為基準銑表面①。 刀具：端銑刀，機床：X52K
工序Ⅲ 以表面②為基準銑表面③。 刀具：端銑刀，機床：X52K
工序Ⅳ 以表面③為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X52K
工序Ⅴ 以表面②④為基準銑表面⑤。 刀具：端銑刀，機床：X52K
工序Ⅵ 以表面②④⑤為基準鉆φ32 H11孔、φ22孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z525
工序Ⅶ 以表面①②⑤為基準鏜2-φ48H8孔。 刀具：鏜刀，機床：T68
工序Ⅷ 以表面②④⑤為基準鉆，锪擴4-φ10孔，鉆G3/8螺紋孔。 刀具:麻花鉆、锪鉆，機床：Z525
工序Ⅸ 以表面①②⑤為基準鉆φ16-H8孔，留余量。 刀具：麻花鉆，機床：Z525
工序Ⅹ 以表面②④⑤為基準鉆φ12孔，留余量。鉸φ12孔，攻螺紋G3/8孔。 刀具：麻花鉆、鉸刀、絲錐，機床：Z525
工序Ⅺ 以表面②④⑤為基準鉆6×M8-7H孔。刀具：麻花鉆，機床：Z525
工序Ⅻ 以表面②④⑤為基準與泵蓋配鉆2×φ6T14孔、鉸2×φ6T14孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z525
工序ⅩⅢ 以表面②④⑤為基準鏜φ32H11孔、φ22孔。 刀具：鏜刀，機床：T61Ⅰ
工序ⅩⅣ 以表面②④⑤為基準鉸2-φ48H8孔。 刀具：鉸刀，機床：Z525
工序ⅩⅤ 以表面②④⑤為基準精銑表面①。 刀具：銑刀，機床：X52K
工序ⅩⅥ 檢查
方案二：
工序Ⅰ 以表面①為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X52K
工序Ⅱ 以表面②為基準銑表面①。 刀具：端銑刀，機床：X52K
工序Ⅲ 以表面②為基準銑表面③。 刀具：端銑刀，機床：X52K
工序Ⅳ 以表面③為基準銑表面④。 刀具：端銑刀，機床：X52K
工序Ⅴ 以表面②④為基準銑表面⑤。 刀具：端銑刀，機床：X52K
工序Ⅵ 以表面②④⑤為基準銑表面①。 刀具：端銑刀，機床：X52K
工序Ⅶ 以表面①②⑤為基準鏜2-φ48H8孔。 刀具：鏜刀，機床：坐標鏜床TGX4132B
工序Ⅷ 以表面①②⑤為基準鉆φ16H8孔，留余量。 刀具：麻花鉆，機床：Z540A
工序Ⅸ 以表面②④⑤為基準鉆φ32H11孔，φ22孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z540A
工序Ⅹ 以表面②④⑤為基準鉆，锪擴4-φ10孔，鉆G3/8螺紋孔。 刀具：麻花鉆、锪鉆，機床：Z540A
工序Ⅺ 以表面②④⑤為基準鉆φ12孔，留余量，鉸φ12孔，攻螺紋G3/8。 刀具：麻花鉆、鉸刀、絲錐，機床：Z540A
工序Ⅻ 以表面②④⑤為基準鉆6×M8-7H孔。 刀具：麻花鉆，機床：Z540A
工序ⅩⅢ 以表面②④⑤為基準與泵蓋配鉆2×φ6T14孔，鉸2×φ6T14。 刀具：麻花鉆，鉸刀,機床：Z540A
工序ⅩⅣ 以表面②④⑤為基準鏜φ32H11孔, φ22孔。 刀具：鏜刀，機床：坐標鏜床TGX4132B
工序ⅩⅤ 以表面②④⑤為基準鉸2-φ48H8孔內(nèi)壁，φ16H8孔。 刀具：鉸刀，機床：Z540A
工序ⅩⅥ 檢查。
以上所有刀具、機床選擇均查找于《機械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)》。
2.4.3 工藝方案的比較與分析
分析兩套方案，不難看出，第一套方案先加工表面后加工孔，而且加工孔的順序明確、清晰；而第二套方案中第五部就銑了表面①，而表面①所要求的粗糙度為3.2，屬于精度比較高的面，所以導(dǎo)致在接下來的工序中，難免會因為裝夾、掛擦導(dǎo)致其精度降低，且在第二套方案中，鉆孔步驟混亂，容易造成重復(fù)性裝夾，浪費時間。但在第一套方案當中，工序Ⅶ和工序Ⅸ可排列在一起，從而減少換用機床時間，降低時間成本。
改進的工藝如下：
工序Ⅰ 銑表面④，選用表面①為粗基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。
工序Ⅱ 銑表面①，以表面④為基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。
工序Ⅲ 銑表面②，以表面③為基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。
工序Ⅳ 銑表面③，以表面②為基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。
工序Ⅴ 銑表面⑤，以表面②④為基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。
工序Ⅵ 鉆φ32H11孔, φ22孔，以表面②④⑤為基準。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆鉆削，深度游標卡尺進行測量。
工序Ⅶ 鏜2-φ48H8孔，以表面①②⑤為基準。選用T68鏜床，專用夾具，并且使用硬質(zhì)合金鏜刀，游標卡尺進行測量。
工序Ⅷ 鉆φ16H8孔，以表面①②⑤為基準，需留余量。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆鉆削，深度游標卡尺進行測量。
工序Ⅸ 鉆4-φ10孔，锪φ20孔，鉆G3/8螺紋底孔，以表面②④⑤為基準。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、錐柄锪孔鉆、中心鉆，深度游標卡尺進行測量。
工序Ⅹ 鉆φ12孔，以表面②④⑤為基準，需留余量，鉸φ12孔，攻螺紋G3/8。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、直柄機用鉸刀、公制細牙機用絲錐，深度游標卡尺進行測量。
工序Ⅺ 鉆6×M8-7H底孔，以表面②④⑤為基準。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆，游標卡尺進行測量。
工序Ⅻ 與泵蓋配鉆2×φ6T14孔，鉸2×φ6T14孔，以表面②④⑤為基準。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、直柄機用鉸刀，游標卡尺進行測量。
工序ⅩⅢ 鏜φ32H11孔, φ22孔，以表面②④⑤為基準。選用T68鏜床，專用夾具，并且使用硬質(zhì)合金鏜刀，游標卡尺進行測量。
工序ⅩⅣ 鉸2-φ48H8孔內(nèi)壁，φ16H8孔，以表面②④⑤為基準。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用套式機用鉸刀，錐柄機用鉸刀，游標卡尺進行測量。
工序ⅩⅤ 銑表面①，以表面②④⑤為基準。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標卡尺進行測量。
工序ⅩⅥ 檢查。
2.4.4選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
①機床的選擇
工序3、4、5、6、7、8、9采用X52K銑床
工序5、6、7、11采用Z525鉆床
②選擇夾具
該泵體的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。④選擇量具
加工的孔均采用極限量規(guī)。
⑤其他
對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.5機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：
泵體零件材料HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用金屬型鑄造毛坯。根據(jù)《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表6-90，P516，選擇鑄造精度CT9；再由表6-79，P510,查得鑄造斜度3°；未注明圓角半徑R3。
鑄件加工余量由《機械加工余量與公差手冊》，表3－1，P78中選擇等級F；鑄件機械加工余量由表3-3，P80，單面為3.5mm，孔和雙面為3mm；鑄件尺寸公差查表3-6，P84。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量（mm）
精度等級
工序尺寸（mm）
粗糙度
（um）
工序余量（mm）
最小
最大
銑端面①
鑄件
3.5
CT8
粗銑
0.75
IT11
6.3
0.56
1.55
銑端面
鑄件
3.5
CT8
粗銑
0.75
IT11
6.3
0.72
1.55
精銑
0.09
IT7
6.3
0.56
1.55
銑斷面
鑄件
3.5
CT8
銑削
0.75
IT11
6.3
0.56
1.65
銑端面
鑄件
3.5
CT8
銑削
0.75
IT11
6.3
0.53
1.65
銑端面⑤
鑄件
3.5
CT8
鏜削
0.56
IT11
6.3
0.49
1.3
鉆、鏜φ32H11孔
鑄件
CT8
鉆孔
30
IT12
12
2.64
3.1
鏜孔
2.8
IT11
6.3
5.9
9.81
鉆、鉸φ22孔
鑄件
CT8
鉆
15
IT12
12
鉸
2
IT7
3.2
0.129
0.28
鉆、鏜φ2-48H8孔
鑄件
CT8
鉆
IT12
12
鏜
3
IT7
3.2
2.975
3.25
鉆、擴4-φ10孔
鑄件
CT8
鉆
8
IT12
12
擴
2
IT11
3.2
1.91
2.15
鉆、鉸φ12孔
鑄件
CT8
鉆
10
IT12
12
鉸
2
IT11
3.2
1.89
2.15
鉆、攻G3/8螺紋孔
鑄件
CT8
攻
4
IT11
3.2
1.89
2.15
鉆6-M8-7H孔
鑄件
CT8
鉆
8
IT12
12
鉆、鉸2×φ6T14孔
鑄件
CT8
鉆
4
IT12
12
鉸
2
IT11
3.2
1.25
2.12
2.5確定切削用量及基本工時
2.5.1粗銑前端面
機床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min
2.5.2粗銑后端面
機床：X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.52min
2.5.3 粗銑下底面
機床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min
2.5.4銑上端面
機床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min
2.5.5銑左端面
機床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min
2.5.5粗精鏜φ48的切削用量及基本工時
所選用刀具為硬質(zhì)合金（鎢鈷類），直徑為φ48的圓形鏜刀。
①.確定切削深度
==
②.確定進給量
根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》表1.5可知，當粗鏜鑄件時，鏜刀直徑，，鏜刀伸出長度為時：
=0.15～0.40
按機床的進給量（表4.2—9），選擇，
=0.25
③.確定切削速度
= （3-9）
式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15
（3-10）
=37
== （3-11）
轉(zhuǎn)速，選擇
=160=2.6
④.計算基本工時
選鏜刀的主偏角=，則=，，，，，，，則：
==117
2.5.6鉆、鉸φ16H8孔
機床：Z525鉆床
刀具：16直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出，查Z525鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表28-9，允許的進給量。
由于所選進給量遠小于及，故所選可用。
確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表28-15，由插入法得
，
，
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。
根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故
查Z525機床說明書，取。實際切削速度為
由參考文獻[2]，表28-5，，故
校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min
2.5.7 鉆、锪擴4-φ10，4-φ20孔、鉆G3/8螺紋孔
鉆φ12孔、鉸φ12孔、攻螺紋G3/8
鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機械加工工藝手冊》第2卷。
根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9
切削速度計算公式為 （3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實際切削速度為=2.64
確定切削時間（一個孔） =
2.5.8 鉆孔攻絲M8
機床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔
切削深度：
進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4～38，取。
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～41，取。
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1～31，取
所以實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
攻絲M8
機床：組合攻絲機
刀具：釩鋼機動絲錐
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.105，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實際切削速度：
由工序2可知：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
14、 精銑前端面
機床：X52K銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min
2.6本章小結(jié)
本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它算出機床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。
第3章 鉆底面4-φ10孔夾具設(shè)計
3.1 夾具的設(shè)計
在本次夾具設(shè)計中，設(shè)計鉆底面4-φ10孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動夾緊。這類夾具的特點是：針對性強，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設(shè)計制造周期長，產(chǎn)品更新?lián)Q代時往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費用較高。
3.1.1 定位分析
在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心軸定位，工件以小V型塊定位等。
根據(jù)零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設(shè)計過程中盡量以設(shè)計基準為定位基準，以便減小加工誤差。
所以在這道設(shè)計中采用外圓表面以及底平面和一側(cè)端面為定位基準。
3.1.2 定位原理
在機械加工過程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機床上相對于刀具處于正確的相對位置。當采用機床夾具安裝一批工件時，是通過夾具來實現(xiàn)這些要求的。要實現(xiàn)工件在機床上相對于刀具占有一個正確的加工位置，必須做到以下三點：
（1） 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置；
（2） 使夾具在機床上占有正確的位置；
（3） 使刀具相對于夾具占有正確的位置。
工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置，這就可以通過設(shè)置定位支承點，限制工件的相對運動來實現(xiàn)。工件在沒有采取定位措施之前，可視為一個處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據(jù)運動原理學(xué)可知，任一剛體在空間直角坐標系中都有六個自由度，即沿三個坐標軸軸向移動的自由度，分別用、、來表示；繞三個坐標軸的轉(zhuǎn)動的自由度，分別用、、來表示。由此看來，未限制六個自由度的工件的位置是不確定的，當然也是無法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進行限制。
工件的六個自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位，意味著通過定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。
3.1.3 定位元件的分析
在加工過程中，因為該零件較為復(fù)雜，加上零件的特殊性，因此在設(shè)計過程中設(shè)計定位板一塊來限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動方向和旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉(zhuǎn)的方面，一共限制了零件的五個自由度，達到不完全定位狀態(tài)。
不完全定位可分為下列兩種情況：
①. 由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點，無法也沒有必要限制某些方面的自由度；
②. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時允許某些方面的自由度不被限制。
3.1.4 夾緊元件的選擇
工件在夾緊過程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進行點接觸。因為在點接觸的過程中，即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力，由于定加工過程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會出現(xiàn)點接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺的相對位置安裝誤差，必須進行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設(shè)計中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導(dǎo)軌。
①.選擇鉆套
鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產(chǎn)或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔。
可換鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉(zhuǎn)動。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。
快換鉆套：當要取出鉆套時，只要將鉆套朝逆時方向轉(zhuǎn)動使螺釘頭部剛好對準鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。
在這次設(shè)計中我選擇可換鉆套，因為是大批量生產(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度?？鞊Q鉆套如圖所示：
圖4-1 快換鉆套
②.夾具底座與工作臺的連接
由于加工過程中選用的機床為Z525搖臂鉆床，《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座T型槽數(shù)為5個，工作臺上面T型槽數(shù)為5個，工作臺側(cè)面槽數(shù)為3個，，，，，，，，，，，，，。
3.1.5定位誤差的分析
定位誤差是指由于定位不準而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對夾具設(shè)計中采用的某一定位方案，只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3，即可認為該定方案符合加工精度的要求。
在用夾具裝夾工件時，當工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時，工件的位置即由定位元件確定下來。而對一批工件來說，因各工件的有關(guān)表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經(jīng)定位，但每個被定位的工件上的一些表面的位置仍然會產(chǎn)生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。
該夾具以2個平面和1個支撐釘定位，螺旋機構(gòu)， 要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
由[5]和[6]可得：
1 定位誤差：
當以任意邊接觸時
當以固定邊接觸時
式中為彼此最小間隙
通過分析可得：
因此：當以任意邊接觸時
2 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.1.6切削力及夾緊力的計算
該孔的設(shè)計基準為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關(guān)系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)
由資料《機床夾具設(shè)計手冊》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設(shè)計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，決定選用液壓泵螺旋夾緊機構(gòu)。
取，，
夾緊力，由式（2.9）有：：
式中參數(shù)可查得：
其中：
原動力計算公式：
由上述計算易得：
因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。
3.2 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
本夾具用于在鉆床上加工孔。采用螺紋螺旋夾緊機構(gòu)夾緊工件。該夾緊機構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。
第4章 銑端面夾具設(shè)計
4.1概述
在機床對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要
保證工件在機床上占有正確的位置，然后通過夾緊機構(gòu)使工件
正確位置固定不動，這一任務(wù)就是由夾具來完成。
對于單件、小批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件
的生產(chǎn)成本。但由于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時
往比較費時間，并且操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。
本零件屬于大量生產(chǎn)，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證
工件精度， 提高生產(chǎn)效率，設(shè)計專用夾具就顯得非常必要。
4.2方案設(shè)計
方案設(shè)計是夾具設(shè)計的第一步，也是夾具設(shè)計關(guān)鍵的一步，方案
設(shè)計的好、壞將直接影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就
會造成不能滿足工件加工要求，或加工精度不能達到設(shè)計要求，因
此必須慎重考慮。
設(shè)計方案的擬定必須遵循下列原則：
1、 定位裝置要確保工件定位準確和可靠，符合六位定位原理。
2、 夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。
3、 夾具結(jié)構(gòu)盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低
4.3定位基準的選擇
我們采用已經(jīng)加工好的端面作為定位基準
共限制5個自由度，這樣還有一個旋轉(zhuǎn)的自由度沒有限制，為了保證空
間工件定位準確，我們需要限制6個自由度，因此我們采用一擋銷來限
制旋轉(zhuǎn)方向的自由度。這樣空間6個自由度就限制完了。
4.4切削力和夾緊力的計算
刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力，夾緊力的作用下的情況下，以找出在夾緊最不利的瞬間的過程中，按靜力平衡原則計算理論夾緊力。最后，為了確保可靠的夾緊，然后由一個安全系數(shù)乘以作為夾緊力的所需的實際值，即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
原動力計算公式
即：
由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊力計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。
4.5 定位誤差分析
⑴ V形塊的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.6 定向鍵與對刀裝置設(shè)計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負荷，加強加工夾具牢固。
對刀塊圖紙
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示：
圖2.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表2.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
4.7夾具設(shè)計及操作說明
應(yīng)著重于提高生產(chǎn)效率，但它采用的是手動夾具設(shè)計模式，當工件夾緊和松開比較費時。這樣的夾持機構(gòu)是結(jié)構(gòu)簡單，夾緊和在機器可靠，多功能大夾具被廣泛使用。由于小尺寸的工件，經(jīng)過仔細分析和比較計劃，選擇手動夾緊（螺絲夾緊機構(gòu)）的。
另外，當具有制造誤差的一個文件夾，該工作過程磨破，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換V型塊。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。
附加工數(shù)控程序代碼：
%
N0010 G40 G17 G90 G70
N0020 G91 G28 Z0.0
:0030 T00 M06
N0040 G0 G90 X.0317 Y.0659 S0 M03
N0050 G43 Z1.378 H00
N0060 Z.8268
N0070 G3 X.0317 Y.0659 Z.7075 I-.0261 J-.0659 K.019 F9.8
N0080 X.0317 Y.0659 Z.5882 I-.0261 J-.0659 K.019
N0090 X-.0652 Y0.0 Z.5512 I-.0261 J-.0659 K.019
N0100 I.0652 J0.0
N0110 G1 X-.144 M08
N0120 G3 I.144 J0.0
N0130 G1 X-.2227
N0140 G3 I.2227 J0.0
N0150 G1 X-.3015
N0160 G3 I.3015 J0.0
N0170 G1 X-.3802
N0180 G3 I.3802 J0.0
N0190 G1 X-.4589
N0200 G3 I.4589 J0.0
N0210 G1 X-.5377
N0220 G3 I.5377 J0.0
N0230 G1 X-.6164
N0240 G3 I.6164 J0.0
N0250 G1 X-.6952
N0260 G3 I.6952 J0.0
N0270 G1 X-.7739
N0280 G3 I.7739 J0.0
N0290 G1 X-.8526
N0300 G3 I.8526 J0.0
N0310 G1 X-.9314
N0320 G3 I.9314 J0.0
N0330 G1 X-1.0101
N0340 G3 I1.0101 J0.0
N0350 G1 X-1.0889
N0360 G3 I1.0889 J0.0
N0370 G1 X-1.1676
N0380 G3 I1.1676 J0.0
N0390 G1 X-1.2463
N0400 G3 I1.2463 J0.0
N0410 G1 X-1.3251
N0420 G3 I1.3251 J0.0
N0430 G1 X-1.4038
N0440 G3 I1.4038 J0.0
N0450 G1 X-1.4826
N0460 G3 I1.4826 J0.0
N0470 G1 X-1.4038
N0480 Z.6693
N0490 G0 Z1.378
N0500 X.0851 Y.0659
N0510 Z.6693
N0520 G3 X.0851 Y.0659 Z.55 I-.026 J-.0659 K.019
N0530 X.0851 Y.0659 Z.4307 I-.026 J-.0659 K.019
N0540 X-.0118 Y0.0 Z.3937 I-.026 J-.0659 K.019
N0550 I.0118 J0.0
N0560 G1 X-.0905
N0570 G3 I.0905 J0.0
N0580 G1 X-.1693
N0590 G3 I.1693 J0.0
N0600 G1 X-.248
N0610 G3 I.248 J0.0
N0620 G1 X-.3268
N0630 G3 I.3268 J0.0
N0640 G1 X-.4055
N0650 G3 I.4055 J0.0
N0660 G1 X-.4842
N0670 G3 I.4842 J0.0
N0680 G1 X-.563
N0690 G3 I.563 J0.0
N0700 G1 X-.6417
N0710 G3 I.6417 J0.0
N0720 G1 X-.7205
N0730 G3 I.7205 J0.0
N0740 G1 X-.7992
N0750 G3 I.7992 J0.0
N0760 G1 X-.8779
N0770 G3 I.8779 J0.0
N0780 G1 X-.9567
N0790 G3 I.9567 J0.0
N0800 G1 X-1.0354
N0810 G3 I1.0354 J0.0
N0820 G1 X-1.1142
N0830 G3 I1.1142 J0.0
N0840 G1 X-1.1929
N0850 G3 I1.1929 J0.0
N0860 G1 X-1.2716
N0870 G3 I1.2716 J0.0
N0880 G1 X-1.1929
N0890 Z.5118
N0900 G0 Z1.378
N0910 M02
%
結(jié)論
結(jié) 論
生產(chǎn)零件從毛坯到成品的銑削，鏜孔，鉆孔，攻絲，去毛刺等工序后的設(shè)計，在中間。由于是大批量生產(chǎn)，踩分散，中間和調(diào)試工具，可以節(jié)省時間來取代它。在均量和切削工時計算各處理。
在本次設(shè)計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設(shè)計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。
參 考 文 獻
[1] 東北重型機械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機床夾具設(shè)計手冊[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980。
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[9]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。
[10] 王光斗，王春福。機床夾具設(shè)計手冊［Ｍ］。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2542。
[11] 東北重型機械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)。機床夾具設(shè)計手冊［Ｍ］.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。
[12] 李慶壽，機械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。
[13] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測量[M]，中國計量出版社，2540：9-19。
[14] [王光斗，王春福，機床夾具設(shè)計手冊[M]，上海科學(xué)技術(shù)出版社，2540。
[15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17
致謝
致謝
在畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計就會做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。X老師以其淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計的過程中也遇到了不少的問題，楊老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設(shè)計的進展情況、細心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計。
在論文工作中，得到了XX學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計之時，我再次感謝對我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！